對(duì)于我們?nèi)祟悂?lái)講,太陽(yáng)系無(wú)疑是一個(gè)極為龐大的存在,毫不夸張地講,以人類目前的科技水平,根本就無(wú)法飛出太陽(yáng)系,然而在銀河系之中,太陽(yáng)系卻顯得非常渺小,畢竟太陽(yáng)只不過(guò)是銀河系中數(shù)千億顆恒星中的一員。
那么問(wèn)題就來(lái)了,既然小小的太陽(yáng)系,人類都飛不出去,那我們看到的那些銀河系的鳥(niǎo)瞰圖又是哪來(lái)的呢?大家好,我是魅力科學(xué)君,下面我們就來(lái)聊一下這個(gè)話題。
想象一個(gè)場(chǎng)景,假設(shè)你身處一個(gè)公園之內(nèi),手上只有紙和筆以及一個(gè)望遠(yuǎn)鏡,現(xiàn)在要求你在不離開(kāi)原地的情況下,畫(huà)出這個(gè)公園的鳥(niǎo)瞰圖,你能做得到嗎?實(shí)際上,這個(gè)任務(wù)確實(shí)很有難度,但也不是完全不可能完成。
由于公園里通常不會(huì)有密集的建筑物,所以你的視野應(yīng)該會(huì)比較開(kāi)闊,能夠看到公園里的大部分構(gòu)成單元,例如樹(shù)木、草坪、水體景觀、路徑、雕塑、休閑設(shè)施、建筑物等等。
在這種情況下,你只需要用足夠的耐心,仔細(xì)觀察你所能看到的每一個(gè)單元(近的直接肉眼觀察,遠(yuǎn)的用望遠(yuǎn)鏡),然后將它們的形狀、位置、距離等數(shù)據(jù)按比例畫(huà)在紙上,就可以粗略地畫(huà)出這個(gè)公園的鳥(niǎo)瞰圖了,如果你畫(huà)畫(huà)的水平很高,還可以畫(huà)出其中的細(xì)節(jié),使得這個(gè)鳥(niǎo)瞰圖更接近真實(shí)情況。
同樣的道理,如果我們能夠觀測(cè)到銀河系中大多數(shù)恒星的位置和距離,那我們也可以畫(huà)出銀河系的鳥(niǎo)瞰圖,實(shí)際上,我們看到的那些銀河系的鳥(niǎo)瞰圖,正是科學(xué)家們通過(guò)這樣的方法得出來(lái)的。
需要知道的是,銀河系中的恒星雖然很多,但它們之間的平均距離卻可以高達(dá)5.5光年,這是什么概念呢?這樣說(shuō)吧,假設(shè)有兩顆與太陽(yáng)一樣大的恒星,它們相距5.5光年,現(xiàn)在我們將這兩顆恒星縮小到一個(gè)足球那么大,那它們之間的距離同比縮小后,還是有8223公里。
由此可見(jiàn),銀河系其實(shí)是非常空曠的。事實(shí)上,除了銀河系中心那一小塊恒星極為密集的區(qū)域之外,幾乎不會(huì)存在某顆恒星被其他恒星遮擋的情況,而這就為我們直接觀測(cè)銀河系中的恒星創(chuàng)造了極為有利的條件。
盡管人類目前的科技還不足以完成飛出太陽(yáng)系的壯舉,但人類對(duì)宇宙深空的觀測(cè)能力還是比較可以的。地面天文臺(tái)與遍布全球的射電、光學(xué)、紅外等望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了龐大的觀測(cè)體系,此外,人類還發(fā)射了各式各樣的太空望遠(yuǎn)鏡,進(jìn)一步提升了我們對(duì)宇宙的認(rèn)知廣度與精度。
在過(guò)去的日子里,科學(xué)家利用這些高精度觀測(cè)設(shè)備,獲取到了銀河系中大量恒星(以及其他可觀測(cè)到的天體)的位置、距離、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等數(shù)據(jù),然后通過(guò)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和模擬運(yùn)算,最終構(gòu)建出了銀河系的三維模型。
考慮到宇宙中的星系普遍遵循相同的物理規(guī)律(如引力作用、角動(dòng)量守恒、恒星形成與演化機(jī)制等),因此那些可直接觀測(cè)的外部星系,就可以作為研究銀河系結(jié)構(gòu)的重要參照。
通過(guò)對(duì)這些星系的形態(tài)、結(jié)構(gòu)組成以及動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行深入分析,并將其與基于銀河系觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維模型進(jìn)行比對(duì),科學(xué)家還可以識(shí)別模型中的偏差與不足,并據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)的修正,從而在缺乏銀河系全貌直接觀測(cè)的條件下,進(jìn)一步優(yōu)化銀河系三維模型,使其更加接近真實(shí)情況。
實(shí)際上,我們看到的那些銀河系的鳥(niǎo)瞰圖,其實(shí)就是科學(xué)家在構(gòu)建出銀河系的三維模型之后,再通過(guò)模擬從銀河系外部的俯瞰視角進(jìn)行渲染生成的。盡管這些鳥(niǎo)瞰圖會(huì)與銀河系的真實(shí)情況會(huì)存在一定的差異,但整體上應(yīng)該可以說(shuō)是“八九不離十”,而以人類目前的科技水平來(lái)講,能做到這樣,就已經(jīng)是很不錯(cuò)了。
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